專利名稱：氫分離膜滲氫性能測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種滲氫性能測量裝置。
背景技術：
氫氣作為一種新型能源具有蘊藏量大、可循環利用以及無環境污染等優點，在半導體工業、石油化工行業、航空航天、燃料電池等諸多領域具有廣闊的應用前景。氫氣的獲得渠道十分多樣，提取工業副產中的氫是獲取氫的高效、廉價、可循環的有效途徑之一。據統計，我國在合成氨工業中氫的年回收量達14億立方米，氯堿工業中有多達8700萬立方米氫可回收利用。此外，冶金、發酵制酒及丁醇溶劑等生產過程中都會產生大量氫可供回收利用。該途徑的高效性及可觀的前景迫切需要有效的方法對回收的氫氣(含雜質氣體)進行高效的提純和凈化，才能得到高純的可供工業應用的氫氣。膜分離技術是目前獲取高純氫源的最有效途徑。該技術根據氫氣可以選擇性地滲透特定的膜材料的原理，可以將高溫高壓的混有“雜質”的氫氣進行選擇性分離和提純。對于上述膜分離過程，表征氫分離膜性能最重要的參數之一為其滲透性Φ，其表達式為:././
權利要求
1.氫分離膜滲氫性能測量裝置，它包括一號閥門(I)、二號閥門(2)、三號閥門(3)、四號閥門(4)、五號閥門(5)、六號閥門(6)、七號閥門(7)、八號閥門(8)、樣品室(11)、氫氣氣瓶(26)和氮氣氣瓶(27)； 其特征是:它還包括壓力控制系統(9)、溫度控系統(10)、測量及記錄系統(12)、抽真空系統(13)和水冷裝置(25)； 氫氣氣瓶(26)的出氣口與一號閥門⑴的進氣口連通；氮氣氣瓶(27)的出氣口與二號閥門(2)的進氣口連通；一號閥門(I)的出氣口與二號閥門(2)的出氣口同時與壓力控制系統(9)的進氣口連通；所述壓力控制系統(9)的出氣口與七號閥門(7)的進氣口連通；所述七號閥門(7)的出氣口同時與八號閥門(8)的進氣口和三號閥門(3)的進氣口連通；所述八號閥門(8)的出氣口與水冷裝置(25)的進氣孔連通；所述水冷裝置(25)的出氣孔與樣品室(11)的進氣口連通；所述樣品室(11)的出氣口同時與六號閥門(6)的進氣口和五號閥門(5)的進氣口連通；測量及記錄系統(12)用于檢測六號閥門(6)的出氣口處的氫滲透流量，還用于計算待測量的氫分離膜片滲氫性； 五號閥門(5)的出氣口同時與四號閥門(4)的進氣口和抽真空系統(13)的抽真空口連通；所述四號閥門⑷的出氣口與三號閥門⑶的進氣口連通；所述三號閥門⑶為洗氣Π ； 溫度控系統(10)用于對樣品室(11)進行溫度控制。
2.根據權利要求1所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于樣品室(11)包括進氣端腔體(14)、一號密封圈(16-1)、二號密封圈(16-2)和滲透端腔體(15)； 所述進氣端腔體(14)的左、右兩側分別開有進氣口和出氣口 ；滲透端腔體(15)的左、右兩側分別開有進氣口和出氣口； 進氣端腔體(14)、一號 密封圈(16-1)、待測氫分離膜片(17)、二號密封圈(16-2)和滲透端腔體(15)從左到右的順序固定為一體件；所述進氣端腔體(14)的進氣口的中心、進氣端腔體(14)的出氣口的中心、一號密封圈(16-1)的中心、待測氫分離膜片(17)的中心、二號密封圈(16-2)的中心、滲透端腔體(15)的進氣口的中心和滲透端腔體(15)的出氣口的中心位于一條水平的直線上； 所述進氣端腔體(14)的進氣口是樣品室(11)的進氣口 ；滲透端腔體(15)的出氣口是樣品室(11)的出氣口。
3.根據權利要求1或2所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于壓力控制系統(9)包括PID控制器(18)、流量控制器(19)、集氣腔(20)和壓力傳感器(21)； 集氣腔(20)的左、右兩側分別開有進氣口和出氣口 ；所述流量控制器(19)的出氣口與集氣腔(20)的進氣口連通； 流量控制器(19)的進氣口是壓力控制系統(9)的進氣口 ；集氣腔(20)的出氣口是壓力控制系統(9)的出氣口 ； PID控制器(18)的流量控制信號輸出端與流量控制器(19)的流量控制信號輸入端連接；壓力傳感器(21)用于檢測集氣腔(20)的壓力值；所述壓力傳感器(21)的壓力信號輸出端與PID控制器(18)的壓力信號輸入端連接。
4.根據權利要求3所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于溫度控系統(10)包括一號加熱電阻絲(22-1)、二號加熱電阻絲(22-2)、溫度傳感器(23)和溫度PID控制器(24)，所述溫度PID控制器(24)用于同時給一號加熱電阻絲(22-1)和二號加熱電阻絲(22-2)加熱；溫度傳感器(23)用于采集樣品室(11)的表面溫度；所述溫度傳感器(23)的溫度信號輸出端與溫度PID控制器(24)的溫度信號輸入端連接。
5.根據權利要求1、2或4所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于測量及記錄系統(12)包括流量計和PC機，所述流量計用于檢測六號閥門(6)的出氣口處的氫滲透流量；所述流量計的流量信號輸出端與PC機的流量信號輸出端連接。
6.根據權利要求5所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于抽真空系統(13)采用機械泵實現。
7.根據權利要求5所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于抽真空系統(13)采用分子泵實現。
8.根據權利要求1、2、4、6或7所述的氫分離膜滲氫性能測量裝置，其特征在于一號密封圈(16-1)和二號密封 圈(16-2)均為銀絲密封圈。
全文摘要
氫分離膜滲氫性能測量裝置，涉及一種滲氫性能測量裝置。它是為了解決現有的氫分離膜滲氫性能測量裝置的結構復雜、穩定性和準確度差，以及自動化程度低的問題。它的氫氣氣瓶通過一號閥門與壓力控制系統連通；氮氣氣瓶通過二號閥門與壓力控制系統連通；壓力控制系統先后通過七號閥門、八號閥門、水冷裝置與樣品室連通；樣品室先后通過六號閥門與測量及記錄系統連通；樣品室通過五號閥門、四號閥門和三號閥門進行洗氣；溫度控系統用于對樣品室進行溫度控制。本發明適用于氫分離膜滲氫性能測量。
文檔編號G01N15/08GK103196812SQ201310150760
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月26日 優先權日2013年4月26日
發明者李新中, 閆二虎, 劉冬梅, 郭景杰 申請人:哈爾濱工業大學